이 연구는 중국 국립 자연 과학 재단 (National Natural Science Foundation of China)의 보조금 82100982 지원을 받았습니다.

이 연구의 동물 절차는 쓰촨 대학교 중국 서부 구강학 학교 윤리 위원회(WCHSIRB-D-2017-041)에서 검토 및 승인되었습니다. 이 연구에서는 성체 C57BL/6 마우스를 사용했습니다( 재료 표 참조). 이 프로토콜은 뼈 흡수와 뼈 형성의 결합에 의해 고도로 조정된 뼈 리모델링 과정이 유도되는 근심 이동을 위해 오른쪽 상악 제1대구치(M1)에 기계적 부하를 추가합니다(그림 1).
1. 수술 전 준비
<ol><li>수술 용품<ol><li>수술을 위해 수술 플랫폼(그림 2A), 패스너(그림 2B), 수술 기구(그림 2C 및 보충 그림 S1), 교정 용품(그림 2C) 및 치과 수복 용품(그림 2D)과 같은 수술 품목을 준비합니다. 알림: 맞춤형 코일 스프링은 맞춤형이며 10mm로 늘어났을 때 10cN의 힘을 제공합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>멸균<ol><li>고압멸균으로 수술 기구와 모든 수술 품목을 자외선 조사로 최소 30분 동안 살균합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>마취<ol><li>복강 내 주사로 케타민(100mg/kg)과 디아제팜(5mg/kg)을 투여하여 마우스를 마취합니다.</li>
		<li>눈 건조를 피하기 위해 면봉으로 쥐의 눈에 수의사 연고를 바릅니다.</li>
		<li>집게로 발가락을 눌렀을 때 쥐가 반응하지 않는 경우에만 수술을 진행하십시오.</li>
	</ol></li>
</ol>2. 수술 과정
<ol><li>마취된 쥐의 팔다리를 접착 테이프를 사용하여 수술 플랫폼에 누운 자세로 벌리고 테이프로 붙입니다.</li>
	<li>머리 위 양쪽에 27G 바늘을 고정하고 겨드랑이 아래 양쪽에 27G 바늘을 더 고정합니다.</li>
	<li>위의 두 바늘과 위쪽 앞니에 고무 밴드를 감고 다른 두 개의 바늘과 아래 앞니에 다른 바늘을 감습니다. 바늘 위치를 변경하여 입의 개방 정도와 방향을 제어합니다(그림 3A). 알림: 교정 치아 이동 작업의 경우 부치네이터가 완전히 조여지기 전에 입을 최대한 벌리십시오. 혀를 수술 부위를 노출시키고 허혈을 방지하기 위해 비수술 쪽으로 당겨야 합니다.</li>
	<li>3cm 304 스테인리스강 와이어의 1.5mm 끝을 구부리고 구부러진 안과 핀셋을 사용하여 협측에서 M1과 상악 두 번째 어금니(M2) 사이의 내간 공간을 통해 구부러진 끝을 밀어 넣습니다(그림 3B). 합자 와이어의 구개 끝이 구개 쪽에서 보이면 길이의 약 절반까지 당겨 맞춤형 코일 스프링의 한쪽 끝을 통과시킵니다.</li>
	<li>스프링이 치아에 단단히 고정될 때까지 합자 와이어의 두 끝을 상악 M1의 중간 방향으로 정사각형 매듭으로 묶습니다(그림 3C). 여분의 와이어를 뺍니다.</li>
	<li>마찬가지로 코일 스프링의 다른 쪽 끝을 통해 두 번째 3cm 304 스테인리스 스틸 와이어를 뚫습니다.</li>
	<li>면봉으로 앞니 표면을 청소하고 말립니다. 면봉으로 모든 표면에 접착제를 바르고 광경화하십시오.</li>
	<li>상악 앞니 사이의 근접 공간을 통해 두 번째 스테인리스강 와이어를 밀어 넣고 순 방향으로 슬립 매듭을 묶습니다(그림 3D). 여분의 와이어를 빼고 나머지 와이어를 치아 표면 가까이에 놓습니다.</li>
	<li>매듭과 앞니를 덮기 위해 광경화 수지를 주입합니다. 수지를 광경화합니다(그림 3E).</li>
</ol>3. 수술 후 관리
<ol><li>수술 후 수술 후 진통을 위해 복강내 0.05mg/kg 부프레노르핀을 쥐에게 주사합니다.</li>
	<li>마취된 마우스를 37°C 자동 온도 조절 전기 담요 위에 놓습니다. 뮤린이 보행을 통해 의식을 되찾으면 별도의 하우징 케이지로 되돌려 보냅니다.</li>
	<li>수술 후 앞니의 기능이 제한되어 있기 때문에 일반 딱딱한 사료를 부드러운 사료로 대체하십시오.</li>
	<li>매일 교정 장치를 확인하십시오. 검사 중 스프링 변형, 스프링 풀림, 장치 탈락과 같이 교정력 전도에 영향을 미치는 조건이 관찰되면 마우스를 실험에서 제외해야 합니다.</li>
	<li>실험의 비교 가능성을 유지하기 위해 수술 후 매일 마우스의 체중을 평가하십시오. 수술 전 체중의 30%를 초과하는 체중 감소를 보이는 마우스는 실험에서 제외해야 합니다.</li>
</ol>

뼈 리모델링 분석을 위한 Murine Maxillary Orthodontic Model 가이드

<ol>
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저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.

이 논문에서는 기계적 하중 유도 골 리모델링의 잠재 메커니즘을 연구하기 위해 쥐 상악 모델에 대한 가장 간단한 교정 치아 운동 프로토콜을 단계별로 설명하려고 했습니다. 뼈 리모델링에 대한 연구 외에도 이 방법의 다른 주류 응용 분야가 있습니다: 1) 교정 치아 운동의 가속화에 대한 방법론적 연구; 2) 치열 교정 치근 흡수에 관한 연구; 3) 치아 교정의 움직임과 통증의 생물학적 메커니즘; 4) ?...

뼈는 개체의 일생 동안 크기, 모양 및 특성을 조정하는 매우 활동적인 재건 조직입니다 1,2. 호르몬, 노화, 영양 및 기타 생물학적 또는 생화학적 요인3 외에도 기계적 부하가 가장 결정적인 요인이라는 생각이 널리 받아들여지고 있다 4,5. 비정상적인 기계적 부하가 있는 일부 상황에서는 뼈 흡수와 뼈 형성 사이의 불균형으로 인해 비정상적인 뼈 리모델링 및 뼈 장애가 발생할 수 있습니다. 장기간 침상 안정 중 또는 우주 비행시 미세 중력의 존재 하에서 사용하지 않는 골다공증 및 뼈 손실과 같은 뼈 질환은 비정상적인 기계적 부하 6,7,8과 밀접한 관계가 있습니다.
기계적 하중은 또한 산만 치료 및 교정 치료와 같은 뼈 관련 질병을 치료하는 데 사용되었습니다. 주의 산만 치료는 두개유합증 및 하악 형성 부전증과 같은 발달 질환에 사용되어 왔으며 9,10 교정 치료는 비정상적인 치아 위치와 부정교합을 교정하는 데 널리 사용되어 왔다11. 교정 치료의 핵심은 기계적 부하의 관리이기도 합니다. 뼈 조직이 기계적 하중을 받을 때, 뼈 흡수에 이은 뼈 형성의 결합에 의해 고도로 조정된 뼈 리모델링 과정이 유도되며, 이는 치아를 움직여 교정 목적(12,13)을 달성할 수 있다.
교정 치료는 임상 실습에 널리 적용되어 왔지만 기계적 하중의 생물학적 영향에 대한 지식이 제한되어 있기 때문에 교정 치료의 결과는 통제할 수 없습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 생쥐, 쥐, 토끼, 고양이, 개, 원숭이, 돼지 등 여러 동물 모델을 확립하여 기계적 하중 유도 골 리모델링의 근본적인 메커니즘을 조사했습니다(표 1)14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24, 25,26,27,28,29,30,31,32입니다. 개, 원숭이, 돼지와 같은 큰 동물은 교정 수술에서 작은 동물에 비해 몇 가지 장점이 있습니다 - 그들은 더 인간과 유사한 치아와 치열을 가지고 있어 수술 절차를 인간에게 쉽게 복제할 수 있습니다. 또한, 넓은 시야는 수술 난이도를 감소시킬 수 있고, 다양한 교정 계획(33,34)을 적용할 수 있다. 그러나 대형 동물은 구하기 어려워 표본 크기와 관련된 문제가 발생하며 윤리적 제한35. 또한 일상적인 추출 절차와 복잡한 기기로 인해 실험을 수행하기 어렵기 때문에 대형 동물은 거의 사용되지 않습니다.
이러한 상황에서 설치류는 주로 교정 모델을 설정하는 데 사용됩니다. 이 모델 중 쥐와 토끼는 쥐에 비해 작동 난이도가 낮고 치아 이동 방식이 더 많습니다. 그러나, 쥐 모델은 많은 수의 유전자 변형 마우스가 이용 가능하다는 독특한 이점을 가지며, 이는 기저 메커니즘(36)을 조사하는데 특히 중요하다. 그러나 쥐 모델은 크기가 작기 때문에 조작하기 가장 어려운 모델입니다. 현재 방법을 검토하면 첫 번째 어금니를 근심 방향으로 이동하는 것이 교정 모델을 위한 유일한 실용적인 방법입니다. 두 개의 장치는 주로 톱니 코일 스프링과 탄성 밴드를 이동하는 데 사용됩니다. 고무줄을 사용하는 것이 더 쉽지만 교정력이 크게 달라 안정적인 결과를 얻기가 어렵습니다.
Xu et al.15 는 하악골에 코일 스프링이 있는 쥐 모델을 확립했습니다. 그러나 하악골의 이동성과 혀의 폐쇄성으로 인해 상악 수술은 수술 중 및 수술 후 고려 사항에서 항상 첫 번째 선택입니다. Taddei et al.[16 ]은 10년 전에 쥐 상악골에 대한 보다 상세한 프로토콜을 기술했으며, 더 많은 시각적이고 명확한 세부 사항이 추가되어야 합니다. 요약하면, 이 프로토콜은 쥐 상악 모델에서 상세한 교정 치아 이동 프로토콜을 체계적으로 설명하여 연구원이 표준화된 방식으로 모델링 방법을 마스터하고 서로 다른 연구 간의 비교 평가를 가능하게 합니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Experimental Models: Mouse Lines</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57/B6J&#160;</td>
			<td>Gempharmatech Experimental Animals Company&#160;</td>
			<td>C57/B6J</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Critical Commercial Assays</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin and Eosin Stain Kit</td>
			<td>Biosharp</td>
			<td>BL700B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masson&#8217;s Trichrome Stain Kit</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>G1340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>27 G needle</td>
			<td>Chengdu Xinjin Shifeng Medical Apparatus &#38; Instruments Co. LTD.</td>
			<td>SB1-074(IV)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesives</td>
			<td>Minnesota Mining and Manufacturing Co., Ltd.</td>
			<td>41282</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corkboard</td>
			<td>DELI Group Co., Ltd.</td>
			<td>8705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton balls</td>
			<td>Haishi Hainuo Group Co.,&#160; Ltd.</td>
			<td>20120047</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton sticks</td>
			<td>Lakong Medical Devices Co., Ltd.</td>
			<td>M6500R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Customized coil spring</td>
			<td>Chengdu Mingxing Spring Co., Ltd.</td>
			<td>1109-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td>
			<td>none</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light-cured fluid resin</td>
			<td>Shofu Dental Trading (SHANGHAI) Co., Ltd.</td>
			<td>518785</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light curer</td>
			<td>Liang Ya Dental Equipment Co., Ltd.</td>
			<td>LY-A180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical adhesive tapes&#160;</td>
			<td>Haishi Hainuo Group Co.,&#160; Ltd.</td>
			<td>0008-2014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical non-woven fabric</td>
			<td>Henan Yadu Industrial Co., Ltd.</td>
			<td>01011500018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle holders</td>
			<td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td>
			<td>none</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber bands</td>
			<td>Haishi Hainuo Group Co.,&#160; Ltd.</td>
			<td>32X1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical scissors</td>
			<td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td>
			<td>none</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>Chengdu Shifeng Co., Ltd.</td>
			<td>none</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the establishment of a murine maxillary orthodontic model

쥐 상악 교정 모델을 구축하기 위한 재현 가능한 프로토콜이 부족하기 때문에 우리는 연구자들에게 기계적 하중 관련 뼈 리모델링을 분석할 수 있는 실행 가능한 도구를 제공하기 위해 신뢰할 수 있고 재현 가능한 프로토콜을 제시합니다. 이 연구는 다양한 유형의 회로도, 작동 사진 및 비디오 외에도 자세한 순서도를 제공합니다. 11마리의 성체 와이드 타입 C57/B6J 마우스에 이 프로토콜을 수행하고 수술 후 3일, 8일, 14일에 샘플을 수집했습니다. 마이크로 CT 및 조직병리학적 데이터는 이 프로토콜을 사용한 뼈 리모델링과 결합된 치아 운동의 성공을 입증했습니다. 또한 3일, 8일, 14일째의 micro-CT 결과에 따라 뼈 모델링을 준비 단계, 골 흡수 단계, 골 형성 단계의 세 단계로 나눴습니다. 이러한 단계는 다양한 단계에 관심이 있는 연구원이 샘플 수집 시간을 합리적으로 설정하는 데 도움이 될 것으로 기대됩니다. 이 프로토콜은 연구자들에게 뼈 리모델링의 재생 분석을 수행할 수 있는 도구를 제공할 수 있습니다.

Bone is a highly active reconstructed tissue that adapts its size, shape, and properties through the lifetime of the individual1,2. In addition to hormones, aging, nutrition, and other biological or biochemical factors3, the idea that mechanical load is the most determining factor has garnered general acceptance4,5. Under some circumstances with abnormal mechanical load, the imbalance between bone resorption and bone formation may lead to abnormal bone remodeling and bone disorders. Bone diseases such as disuse osteoporosis and bone loss during long-term bed rest or in the presence of microgravity at spaceflight have a close relationship with abnormal mechanical load6,7,8.
Mechanical load has also been used to treat bone-related diseases such as distraction treatment and orthodontic treatment. Distraction treatment has been used in developmental diseases such as craniosynostosis and mandibular hypoplasia9,10, while orthodontic treatment has been widely used to rectify abnormal teeth position and any malocclusion11. The core of orthodontic treatment is also the management of mechanical load. When the bone tissue is subjected to mechanical load, a highly coordinated bone remodeling process is induced by coupling of bone resorption followed by bone formation, which can move teeth to achieve the orthodontic purpose12,13.
Although orthodontic treatment has been widely applied for clinical practice, as our knowledge of the biological effects of mechanical load is limited, the results of orthodontic treatment are uncontrollable. To overcome these limitations, several animal models such as mouse, rat, rabbit, cat, dog, monkey, and pig have been established to investigate the underlying mechanism of mechanical load-induced bone remodeling (Table 1)14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32. Large animals such as dogs, monkeys, and pigs have some advantages over small animals in orthodontic operation-they have more human-like teeth and dentition so that the surgical procedure is easy to replicate in humans. Additionally, a wide view can reduce the operation difficulty and make it possible to apply a variety of orthodontic schemes33,34. However, large animals are difficult to obtain, leading to challenges related to sample size, and they are subject to ethical restrictions35. Furthermore, routine extraction procedures and complex instruments make the experiments difficult to perform due to which large animals are rarely used.
Under such circumstances, rodents are mainly used to establish orthodontic models. Among these models, rats and rabbits have lower operating difficulty and more tooth movement schemes compared with mice. However, the murine model has the unique advantage that there are a large number of genetically modified mice available, which is especially crucial for investigating the underlying mechanisms36. However, the murine model is the most difficult model to manipulate because of its small size. Reviewing the current methods, moving the first molar in the mesial direction is the only practical method for an orthodontic model. Two devices are mainly used to move the tooth-coil spring and elastic band. Using an elastic band is easier, but the orthodontic force varies greatly, which makes it difficult to obtain stable results.
Xu et al.15 have established a murine model with a coil spring on the mandible. However, due to the mobility of the mandible and the obstructive nature of the tongue, operation on the maxilla is always the first choice for both intraoperative and postoperative considerations. Taddei et al.16 described a more detailed protocol on the murine maxilla 10 years ago and more visual and pellucid details should be added. In summary, this protocol has systematically described a detailed orthodontic tooth movement protocol in a murine maxillary model to help researchers master the modeling method in a standardized way and enable the comparative evaluation between different studies.

저자 스포트라이트: 효율적인 쥐 상악 교정 모델 프로토콜에 대한 통찰력

쥐 상악 교정 모델의 확립

As we have reviewed, murine maxillary orthodontic model is widely used, but simply described. It is difficult to repeat and to compare experimental data among different studies based on current methods. Therefore, this protocol will help researchers master the modeling method in a standardized way and enable comparative evaluations between different studies.This protocol is actually the simplest modeling method in murine to date, and our video has shown a lot of practical modeling details. This method is based on murine and the narrowing operation space will definitely bring great challenges to beginners. A certain amount of practice can be helpful.This protocol provides orthodontic load in the simplest way, so experiments on this protocol will be time-saving and easy to repeat. There are also lots of advantages for novices, such as wide surgical field of view and visual surgical procedures. Zero-based learner can master this model easier with our protocol.

11마리의 성체 수컷 마우스(C57/BL6, 3개월령)를 대상으로 OTM 수술을 시행했습니다. 그들은 수술 후 3일, 8일, 14일에 결과를 위해 안락사되었습니다. 이 실험에서 오른쪽 상악 쪽은 수술 쪽이고 왼쪽 상악 쪽은 대조군입니다. micro-CT는 수술 후 3일, 8일, 14일째에 각각 30μm, 70μm, 110μm로 M1과 M2 사이의 거리가 일시적으로 연속적으로 증가했음을 보여주었습니다(그림 4). 저밀도 치주 ...

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여기에서 우리는 쥐 상악 모델에서 작동하는 관리 가능한 교정 치아 이동 프로토콜을 단계별로 보여줍니다. 각 단계에 대한 명확한 설명과 시각적 시연을 통해 연구원은 이 모델을 마스터하고 약간의 수정을 통해 실험 요구 사항에 적용할 수 있습니다.

Due to the lack of reproducible protocols for establishing a murine maxillary orthodontic model, we present a reliable and reproducible protocol to ...

우리가 검토한 바와 같이, 쥐 상악 교정 모델은 널리 사용되지만 간단히 설명됩니다. 현재의 방법을 기반으로 서로 다른 연구 간의 실험 데이터를 반복하고 비교하는 것은 어렵습니다. 따라서 이 프로토콜은 연구자들이 표준화된 방식으로 모델링 방법을 마스터하고 서로 다른 연구 간의 비교 평가를 가능하게 하는 데 도움이 됩니다.이 프로토콜은 실제로 현재까지 murine에서 가장 간단한 모델링 방법이며 비디오는 많은 실용적인 모델링 세부 사항을 보여주었습니다. 이 방법은 쥐를 기반으로 하며 좁아지는 작업 공간은 확실히 초보자에게 큰 도전을 가져다 줄 것입니다. 어느 정도의 연습이 도움이 될 수 있습니다.이 프로토콜은 가장 간단한 방법으로 교정 부하를 제공하므로 이 프로토콜에 대한 실험은 시간을 절약하고 반복하기 쉽습니다. 또한 넓은 수술 시야와 시각적 수술 절차와 같이 초보자를 위한 많은 이점이 있습니다. 0부터 시작하는 학습자는 프로토콜을 사용하여 이 모델을 더 쉽게 마스터할 수 있습니다.

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Research

JoVE Journal

Medicine

The Establishment of a Murine Maxillary Orthodontic Model

444 조회수.  Sichuan University. 우리가 검토한 바와 같이, 쥐 상악 교정 모델은 널리 사용되지만 간단히 설명됩니다. 현재의 방법을 기반으로 서로 다른 연구 간의 실험 데이터를 반복하고 비교하는 것은 어렵습니다. 따라서 이 프로토콜은 연구자들이 표준화된 방식으로 모델링 방법을 마스터하고 서로 다른 연구 간의 비교 평가를 가능하게 하는 데 도움이 됩니다.이 프로토콜은 실제로 현재까지 murine...